IMPLANTACION DEL SISTEMA DE COMBUSTION TUBERIA CON INYECTOR INCORPORADO EN
UNA COCINA A GAS REALIZADO EN LA EMPRESA MABE ECUADOR
RESUMEN DE LA EXPOSICIÓN
• OBJETIVO• METODOLOGIA
– SISTEMA TUBO VENTURI
– SISTEMA TUBERIA CON INYECTOR INCOPORADO• CALCULOS
• PRUEBAS DE LABORATORIO
– COMPARATIVO DE COSTO
– REQUERIMIENTOS EN LINEAS DE ENSAMBLE
• CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
OBJETIVO
• MEJORAR LA FUNCIONALIDAD, CALIDAD, Y
DURABILIDAD DEL SISTEMA DE COMBUSTION
EN LOS NUEVOS MODELOS DE COCINAS QUE
SE DESARROLLARON PARA EL AÑO 2002
DESARROLLOANTERIOR MODELO 2002
TUBO DE VALVULAS
QUEMADOR
INYECTOR
AIRE PRIMARIOCAIDA DEPRESION
MEZCLAAIRE-GAS
SISTEMA DE COMBUSTION TUBO VENTURI
• PROBLEMAS FRECUENTES EN SISTEMA TUBO VENTURI
– PUNTAS AMARILLAS
FUGA POR DESCENTRAMIENTO ENTRE TUBO MEZCLADORES Y QUEMADORES
CORROSIÓN INTENSA EN LUGARES LIJERAMNENTE SALINOS.
DIFICIL REGULACION DE AIRE PRIMARIO
PERILLA
VALVULA
TUBERIA DE ALUMINIOINYECTOR INCORPORADO
ENT. DE AIREPRIMARIO
QUEMADOR TUBO DE VALVULAS
REGULADOR DE AIRE
SISTEMA DE COMBUSTION TUBERIA CON INYECTOR INCORPORADO
TUBO DE VALVULAS
QUEMADOR
INYECTOR
AIRE PRIMARIOCAIDA DEPRESION
MEZCLAAIRE-GAS PERILLA
VALVULA
TUBERIA DE ALUMINIOINYECTOR INCORPORADO
ENT. DE AIREPRIMARIO
QUEMADOR TUBO DE VALVULAS
REGULADOR DE AIRE
¿POR QUE TUBERIAS DE ALUMINIO?
DUCTILBUENA RESISTENCIA A LA CORROSION.
MEJORAR FUNCIONALIDAD
SUMINISTRAR EL FLUJO CALORIFICO ADECUADO A LOS QUEMADORES.
1.- DETERMINAR EL FLUJO TERMICO DEL QUEMADOR AL CUAL ESTA DISEÑADO.
2.- FLUJO TERMICO EQUIVALENTE AL SUMINISTRADO POR LA TUBERIA DE ALUMINIO.
3.- SE CALCULA EL DIAMETRO DEL INYECTOR EN LAS TUBERIAS DE ALUMINIO
MEJORAR FUNCIONALIDAD
SUMINISTRAR EL FLUJO CALORIFICO ADECUADO A LOS QUEMADORES.
Para calcular el flujo térmico del quemador al cual esta diseñado
utilizamos la fórmula.
Ut AQQ (8)
Donde tQ= flujo térmico del quemador, en kcal/h;
A= Area, en cm2;
uQ= flujo unitario o carga térmica, en kcal/h. cm2
uQ = 700 kcal/h. cm2.
Valores para quemador de 3” de diámetro:
A = 1.5391 cm2
Ut AQQ = 1077.384 kcal/h = 4886.17 BTU/h.
Para quemador de 4” de diámetro.
A = 2.7366 cm2
Ut AQQ = 2189.312 kcal/h = 8687.892 Btu/h.
Valores para quemador de 3” de diámetro:
A = 1.5391 cm2
Ut AQQ = 1077.384 kcal/h = 4886.17 BTU/h.
Para quemador de 4” de diámetro.
A = 2.7366 cm2
Ut AQQ = 2189.312 kcal/h = 8687.892 Btu/h.
Procedimiento para el cálculo del diámetro en el miniconector.
Se puede obtener el diámetro en el miniconector de dos formas.
1°.- Por método de cálculos.
2°.- Utilizando tablas.
1.- Por método de cálculo.
Se determina el flujo de gas.
AvCV 1 (1)
donde: V = flujo de gas, o caudal, en m3/s;
1C= coeficiente de contracción de la vena gaseosa;
A = sección del orificio, en m2;
v = velocidad del gas, en m/s.
A su vez, la velocidad del gas que pasa a través de un orificio se obtiene
por la formula:
ghCv
22 (2)
en la que: v velocidad del gas, en m/s;
2C coeficiente de rozamiento;
g aceleración debido a la gravedad (9.81 m/s2);
h presión estática del gas, en mm de H2O;
peso especifico del gas, en Kg/m3;
V = 1C . A . gh
C2
2 (3 )
La fó rm ula defin itiva se convierte por lo tan to en:
V = k . A . gh2
(4 )
60°
O R IF IC IO E N P A R E DD E LG A D A , K =0.65
O R IF IC IO C O N IC OK =1
O R IF IC IO C IL IN D R IC OK =0.8
)(10
11 23 reld
hkdV
(5)
)(11
103
reld
hk
Vd (6)
Podemos obtener la potencia generada por el combustible si conocemos
el flujo de gas o caudal y el calor especifico del mismo, mediante la
fórmula.
VxPCQt (7)
donde.
tQ= potencia.generada
V = caudal
PC= poder calorífico.
PC
QV t
Para valores de:
tQ = 4886.17 Btu/h; PC= 2640 Btu/h, tenemos
V = 1.85082 ft3/h = 0.05245 m3/h.
)(11
103
reld
hk
Vd
Para valores de:
V = 0.05245 m3/h.
k = 0.8
h = 11 in OH2 = 279.4 mm OH2
)(reld = 1.65
d = 0.67 mm.
De la misma forma se obtiene el diámetro del agujero en la tubería de
aluminio para el quemador de 4” de diámetro
VxPCQt PC
QV t
tQ = 8667.9 Btu/h; PC= 2640 Btu/h, tenemos
V = 3.2908 ft3/h = 0.0932 m3/h.
Para valores de:
V = 0.0932 m3/h.
k = 0.8H
h = 11 in OH2 = 279.4 mm OH2
)(reld = 1.65
)(11
103
reld
hk
Vd d = 0.90 mm.
.
2.- Utilizando la tabla
CAPACIDADES PARA ORIFICIOS EN 10" Y 11" W.C.PRESION
Gas Propano 1,52 Sp. Gr., 2440Btu/ft3Gas Butano 2,00 Sp. Gr., 3200Btu/ft3
BTH/HMedida de Propano Butano
orificio 10" 11" 10" 11"72 4,58 4800 5130 538071 4,94 5180 5530 580070 5,73 6010 6420 673069 6,24 6540 6990 733068 7,02 7360 7860 824067 7475,00 7840 8370 878066 7950,00 8340 8905 9340
AREAS DE ORIFICIOS Y DIAMETROS PARA GALGAS DE ORIFICIOSGALGAS EQUIVALE
NTEAREA DE GALGAS EQUIVALE
NTEAREA DE
DE EN ORIFICIOS DE EN ORIFICIOSORIFICIOSPULGADAS PULG.2 ORIFICIOSPULGADAS PULG.2
72 0,025 0,000491 42 0,0935 0,00687071 0,026 0,000531 41 0,0960 0,00724070 0,028 0,000616 40 0,0980 0,00754069 0,0292 0,00067 39 0,0995 0,00778068 0,031 0,000755 38 0,1015 0,00809067 0,032 0,000804 37 0,1040 0,00849066 0,033 0,000855 36 0,1065 0,008910
Para quemador de 3”: d = 0.025” = 0.63 mm.
Para quemador de 4”: d = 0.033” = 0.83 mm.
d (mm)DIAM. DELQUEMADOR Formulas Tablas Real
3" 0,67 0,63 0,704" 0,90 0,83 0,80
Dimensión Potencia Potenciadel suministrada quemador Variacion
Quemador (teórico) Btu/h (Labor.) Btu/h %3" 5286 4996 5,84" 6904 7225 4,4
TABLA 1 POTENCIA DE QUEMADORES.
2.1 Análisis de costos.
Análisis de costo del sistema de combustión con tuberías venturi vs
sistema de combustión tubería con inyector incorporado.
SISTEMA DE ALUMINIO $ / UNIT CANT TOTALTUBO REGULADOR 0,09 4,00 0,36TUBO C/CONECTOR 194 MM 0,7 0,21 2,00 0,42TUBO C/CONECTOR 436 MM 0,7 0,27 2,00 0,54VALVULA ZAMAK 7MM 0,39 4,00 1,57BICONO CAUCHO 1/4 0,01 4,00 0,06TUERCA 1/4 ZAMAK 0,04 4,00 0,16TORNILOS TCC 7P*12.7 (1/2) 0,01 8,00 0,05ARANDELA PLASTICA 0,01 8,00 0,06SOP TUBO QUEM O.H "U" 0,06 4,00 0,22
TOTAL 3,43
Costo del sistema de tubería venturi
SISTEMA GALVANIZADO $ / UNIT CANT TOTALTUBO GALV 3/4 2,18 0,17 0,38VALVULA ZAMAK 8MM INY 0,45 4,00 1,81REGULADOR DE AIRE 0,71 0,08 0,05TORNILOS TCC 7P*12.7 (1/2) 0,01 4,00 0,04TORNILOS 7PP*7MM 0,01 4,00 0,04SOP TUBO 3/4 GALV 0,61 0,06 0,04REMACHE ALUM POP 4,8*18 0,01 2,00 0,03SOP. TUBO QUEM 0,71 0,33 0,23TUERCA LAM RECTA 0,01 4,00 0,04
TOTAL MATERIAL 2,66
Costo no materiales
CORTE $ 9,55PIEZAS STD $ CANT. COSTO
REGULADOR DE AIRE 0,0053 0,05 4 0,20SOPOR TUBO QUEM 0,0075 0,07 2 0,14SOPORTE TUBO 3/4 0,0071 0,07 2 0,14
SUBTOTAL 0,48
TUBO 3/4 GAL STD $/HORA COSTOCORTE 0,003 3,59 0,01PRENSAS 0,015 3,13 0,05SOLDADURA 0,003 2,90 0,01PULIDO 0,003 2,67 0,01
0,07CANT. TUBOS 4MANO DE OBRA 0,29TOTAL NO MATERIAL 0,77
SISTEMA DE COMB TUB. DE AL.CON INY. INC. 3,425SISTEMA DE COMB. TUBO VENTURI 3,431
AHORRO -0,006
3 REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA EN LINEAS DEENSAMBLES.
3.1 Ensambles de Partes.
- Ensamble de tubo de válvulas y válvulas.
- Ensamble de soporte tubo regulador y tubería de aluminio.
- Ensamble de tubo de válvulas y tubería de aluminio.
Figura 3.1 ENSAMBLE DE TUBO DE VALVULAS Y VALVULAS.
Ensamble de soporte regulador y tubería de aluminio.
FIGURA 3.2 ENSAMBLE DEL SOPORTE REGULADOR Y TUBERIA DE
ALUMINIO.
Ensamble de tubo de válvula y soporte con tubería de aluminio.
Figura 3.3 ENSAMBLE DE TUBO DE VALVULAS Y SOPORTE CON
TUBERIA DE ALUMINIO.
3.1 Herramientas.
Herramientas Neumáticas.
Destornillador neumático.
Torque requerido: 5-9 lbs-in.
Modelo ASO28A-9-Q.
RPM 900
Torque 3 – 10 lbs-in.
Longuitud 9 in.
FIGURA 3.4 DESTORNILLADO NEUMATICO.
Taladro neumático.
Torque requerido 15-18 lbs in.
Modelo NR021B-10R 27 Lbs-in
R.p.m. 1000
Longitud 9.9 in.
FIGURA 3.5 TALADRO NEUMATICO
Llaves tipo corona.
Pruebas de Laboratorio.
Garantizan que cumpla criterios de aceptación
Niveles básicos de seguridad
Funcionamiento óptimo establecidos por normas internacionales.
Normas Técnicas.
Establecen los requisitos que deben cumplir los artefactos
de uso domésticos
- Colombia NTC 2832-1.
- Venezuela COVENIN 1867-1999.
- México. NOM 023 SCFI 1993.
Ecuador. NTE INEN. 2 259 2000
Plan de evaluación.
Indica la secuencia de las pruebas
Marca : Durex, Mabe.Modelos : CDE24ZBX
Descripción de la Prueba Inciso / Norma
Hermeticidad del circuito 7,1,9,1 NTE INENde gasCapacidad térmica 6,1,2, NTC 2832de los quemadoresPresiones de Prueba 9,1,3 NTE INENy ajuste de aire primario
Retroceso de Llama 6,2,1 NTC 2832
Separación de Llama 9,3,6,1 NTE INENOperación simultáneade quemadores 9,3,6,1 NTE INEN
Combustión 5.10 COVENIN
Temperatura de superficies 6,1,5,1 NTC 2832
Equipos utilizados.
Analizador múltiple de gases.
Analiza los gases tales como CO, CO2, NO2 y O2.
Flujómetro.
Este instrumento mide el volumen de gas consumido y de manera
indirecta tomando el tiempo, podemos obtener el flujo.
Termómetro.
Instrumento que nos sirve para medir la temperatura.
Campana Colectora de Gases.
Es un dispositivo que sirve para colectar los gases de la combustión
Resultados.
Hermeticidad del circuito de gas.
Valor 14 cm3/h,
Permitido por norma 100 cm3/h.
Capacidad térmica de los quemadores.
VxPCQt *
)(10
11 23 reld
hkdV
Para quemador de 3” tenemos:
k = 0.8
d = 0.7 mm.
h = 11 in OH2 = 279.4 mm OH2
)(reld = 1.65
V 0.05611 m3/h = 1.9814 ft3/h
PC*= 2668 Btu/ ft3
tQ= 5286.6 Btu/h
Para quemador de 4” tenemos:
k = 0.8
d = 0.8 mm.
h = 11 in OH2 = 279.4 mm OH2
)(reld = 1.65
V 0.07328 m3/h = 2.5880 ft3/h
PC*= 2668 Btu/ ft3
tQ= 6904.9 Btu/h
Dimensión Potencia Potenciadel suministrada Quemador Variación
Quemador (teórico) Btu/h (Labor.) Btu/h %3" 5286 4996 5,84" 6904 7225 4,4
• MEJOR CALIDAD DE LLAMA
– ELIMINACIÓN DE PUNTAS AMARILLAS
• PRESIONES DE PRUEBA Y AJUSTE DE AIRE PRIMARIO
– PRESION 11” H2O
– REGULACION DE AIRE PRIMARIO:
• QUEM DE 3” 75%
• QUEM DE 4” 100
• RETROCESO DE LLAMA.– NO SE PRESENTAN RETROCESO
– MANTIENE UNA LLAMA ESTABLE
• SEPARACION DE LLAMA– NO SE PRESENTA SEPARACIÓN DE LLAMA EN LAS DOS
POSICIONES FIJA DE LA VALVULA.
Operación simultánea de los quemadores.
Los quemadores presentan una buena estabilidad de llama con el
encendido de los quemadores del horno.
Temperatura de superficie
Las temperaturas de las superficies, obtenidas en las partes que involucra
el cambio de sistema son:
Componentes Temp. °C (real) Temp. °C (norma)Perillas 60,60 127Frente perillas 90,17 92Manija 48,00 127puerta 98,00 107
EVALUACION GENERAL DE LOS PROBLEMAS ENCONTRADOS
• ADQUISICION DE MATERIALES
• TIEMPO DE APRENDIZAJE
• AJUSTES AL DISEÑO PARRILLAS SUPERIORES
• FUGA EN CONEXIÓN DE VALVULAS
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
• RESULTADOS PASAN NORMAS
• SISTEMA FLEXIBLE BUENA ADAPTABILIDAD
• DURABILIDAD
• FACIL ENSAMBLE
• MEJORA EN CALIDAD
• COSTO
• PRUEBAS DE CAMPO
• CONOCIMIENTOS
RECOMENDACIONES
• TERMINAR DE IMPLANTAR LOS EQUIPOS ATQ.
• MEJORAR DISPOSITIVOS DE DOBLADO
• MODIFICAR ALTURAS DE PARRILLAS
• DESARROLLAR LABORATORIOS CERTIFICADOS PARA
REALIZAR PRUEBAS A ESTOS PRODUCTOS SEGÚN
NORMA ECUATORIANA